JP4848363B2

JP4848363B2 - Mass spectrometer

Info

Publication number: JP4848363B2
Application number: JP2007510101A
Authority: JP
Inventors: グリーン、マーティン; ベイトマン、ロバート、ハロルド
Original assignee: マイクロマスユーケーリミテッド
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: CA2562747A1; GB0409118D0; US20080121796A1; WO2005104178A2; GB2413693A; GB2413693B; GB0508418D0; JP2007535104A; EP1747572B1; EP1747572A2; CA2562747C; WO2005104178A3

Description

本発明は、イオン検出器、質量分析計、イオン検出法および質量分析方法に関する。 The present invention relates to an ion detector, a mass spectrometer, an ion detection method, and a mass analysis method.

個々の電子、イオンまたは光子を検出および記録するための様々に異なる種類の検出器が知られている。１つ以上のマイクロチャネルプレート（「ＭＣＰ」）にイオンを当て、二次電子を放出および増幅させる特定タイプのイオン検出器が知られている。マイクロチャネルプレートから出射された電子パルスは集電アノードに到達し、高速電子イベントカウンタを使用してカウントされる。このようなイオン検出器は、個々のイオンおよびそれらの到達時間を検出および記録するために質量分析計における飛行時間（「ＴＯＰ」）質量分析部において一般に使用される。 Various different types of detectors are known for detecting and recording individual electrons, ions or photons. Certain types of ion detectors are known in which ions are applied to one or more microchannel plates (“MCP”) to emit and amplify secondary electrons. The electron pulses emitted from the microchannel plate reach the current collector anode and are counted using a high-speed electron event counter. Such ion detectors are commonly used in time-of-flight (“TOP”) mass analyzers in mass spectrometers to detect and record individual ions and their arrival times.

このような公知のイオン検出器の最大カウントレートは、単一の集電アノードを使用するのではなく、それぞれに自身の高速電子イベントカウンタをともなった複数の集電アノードを使用することによって増加させることができることが知られている。複数の集電アノードを使用するイオン検出器は、例えば、飛行時間質量分析部において、その質量分析部のダイナミックレンジを拡大するために使用される。集電アノードは、検出器システムの入力へ到達するイオンによって生成される二次電子パルスの異なる部分またはグループを捕集および記録するように配置される。各集電アノードは、それ自身の独立した増幅器、弁別器および時間−デジタル変換器（ＴＤＣ）に取り付けられる。 The maximum count rate of such known ion detectors is increased by using multiple current collector anodes, each with its own fast electronic event counter, rather than using a single current collector anode. It is known that it can be. An ion detector using a plurality of current collecting anodes is used, for example, in a time-of-flight mass analyzer to expand the dynamic range of the mass analyzer. The current collector anode is arranged to collect and record different portions or groups of secondary electron pulses generated by ions arriving at the input of the detector system. Each current collector anode is attached to its own independent amplifier, discriminator and time-to-digital converter (TDC).

公知の電子増倍管検出器システムの入力におけるイオン到達レートがある限度を一旦超えると、２つの集電アノードの大きい方から記録される信号が次第に不正確となる。したがって、イオン到達イベントカウンタはカウントし損ね始める。しかし、二次電子パルスのより小さな部分を検出および記録するように配置された小さい方の集電アノードから記録される信号は、マイクロチャネルプレートの対応する入力領域に到達するすべてのイオンをカウントし続ける。異なる集電アノード上で記録されるイオン到達イベントの部分間の比は既知なので、総イオン到達レートが計算できる。したがって、到達するイオン電流を定量化するためのダイナミックレンジを拡大できる。 Once the ion arrival rate at the input of a known electron multiplier detector system exceeds a certain limit, the signal recorded from the larger of the two collector anodes becomes increasingly inaccurate. Therefore, the ion arrival event counter begins to fail to count. However, the signal recorded from the smaller current collector anode, arranged to detect and record a smaller portion of the secondary electron pulse, counts all ions that reach the corresponding input area of the microchannel plate. to continue. Since the ratio between the portions of ion arrival events recorded on different current collector anodes is known, the total ion arrival rate can be calculated. Therefore, the dynamic range for quantifying the reaching ion current can be expanded.

飛行時間質量分析計において、イオンをカウントし損ねると、固有の質量電荷比を有するイオンについて記録したイオン到達分布にずれが生じる。このため、測定されるイオンの平均到達時間がずれ、その結果、質量電荷比の決定する際に誤差が生じる。イオン検出器のダイナミックレンジを増加すると、イオン信号の定量化および対応するイオンの質量電荷比の決定の両方の精度が向上し得る。 Failure to count ions in a time-of-flight mass spectrometer results in a shift in the ion arrival distribution recorded for ions having a specific mass to charge ratio. For this reason, the average arrival time of ions to be measured is deviated, and as a result, an error occurs when determining the mass-to-charge ratio. Increasing the dynamic range of the ion detector can improve the accuracy of both quantification of the ion signal and determination of the mass-to-charge ratio of the corresponding ions.

集電アノードの１つに到達する二次電子パルスの数を減衰させるマスクを用いることによってイオンカウント検出器のダイナミックレンジを向上させることが考えられる。マスクを最後尾のマイクロチャネルプレートの下流に配置して、二次電子の一部が集電アノードの１つに当たることを防止するか、またはマスクを先頭のマイクロチャネルプレートの上流に配置してそのマイクロチャネルプレートに当たるイオンの強度を低減することが考えられる。いずれにせよ、２つの集電アノードは、マイクロチャネルプレートから出射された二次電子パルスの異なる部分を捕集するように配置される。 It is conceivable to improve the dynamic range of the ion count detector by using a mask that attenuates the number of secondary electron pulses that reach one of the current collector anodes. Place the mask downstream of the last microchannel plate to prevent some of the secondary electrons from hitting one of the current collector anodes, or place the mask upstream of the leading microchannel plate It is conceivable to reduce the intensity of ions hitting the microchannel plate. In any case, the two current collector anodes are arranged to collect different portions of the secondary electron pulses emitted from the microchannel plate.

これらの考えられる構成は、イオンが到達するごとに生じる二次電子の雲が集電アノードに到達する際に大きく広がるという問題がある。多重アノード検出器システムにおける１つの集電アノードの端縁に近い位置にあるマイクロチャネルプレートにイオンが到達すると、その後イオン到達によって生成された二次電子のうちのいくつかまたは一部だけがその特定の集電アノードに当たることが起こりうる。しかし、イオン到達が検出されカウントされるかどうかは、主に集電アノードに当たる電子の数によって決定される。したがって、イオン到達イベントが記録される尤度は、検出器に当たる際のイオンの位置、電子増倍管における電子増幅率、イオン到達の結果生じる集電アノードに当たる電子雲における電子の割合、増幅器ゲインおよびイベントカウンタ弁別器レベルに左右される。 These possible configurations have the problem that a cloud of secondary electrons generated each time an ion reaches reaches a large extent when it reaches the current collector anode. When ions reach the microchannel plate located near the edge of one current collecting anode in a multi-anode detector system, only some or some of the secondary electrons generated by the ion arrival are identified. Can hit the current collector anode. However, whether the arrival of ions is detected and counted is mainly determined by the number of electrons that hit the current collector anode. Therefore, the likelihood that an ion arrival event is recorded is the position of the ion when it hits the detector, the electron amplification factor in the electron multiplier, the percentage of electrons in the electron cloud that hit the current collector resulting from ion arrival, the amplifier gain and It depends on the event counter discriminator level.

電子増倍管における電子増幅率は通常ガウシアン分布にしたがってイベントごとにばらつく。イオンカウントシステムは、電子増幅率の正規（ガウシアン）なばらつきがカウントされるイオン数に著しく影響を与えるほどには大きくならないようにするとともに、システムのノイズが余計なカウントを引き起こすほどには大きくならないように、通常設計される。しかし、イオンが集電アノードの境界に対応するイオン検出器上の位置に到達した場合には、あまりはっきりとはノイズと区別されないことがあり、イオン検出器上のそのような位置に到達するイオンによるカウント数は、直接的に検出器システムの設定によって異なることは明らかであろう。 The electron amplification factor in an electron multiplier usually varies from event to event according to a Gaussian distribution. The ion counting system prevents normal (Gaussian) variation in electronic gain from becoming so large that it significantly affects the number of ions counted, and the system noise is not so high as to cause extra counting As usual. However, if ions reach a position on the ion detector that corresponds to the boundary of the current collector anode, they may not be clearly distinguished from noise, and ions that reach such a position on the ion detector It will be apparent that the number of counts depends on the detector system settings directly.

別の大きな問題は、２つの集電アノードが互いに著しく近寄って配置される場合、１個のイオンがイオン検出器の入力に到達したことによって生成される二次電子雲が両集電アノード上に部分的に入射し得ることである。この結果、イオン到達イベントがカウントされないか、イオン到達イベントが２つの集電アノードによって１回または２回にカウントされるかのいずれかになり得る。これがどの程度起こり得るかは、直接的に、検出器システムの設定によって異なる。 Another major problem is that when two current collector anodes are placed in close proximity to each other, a secondary electron cloud generated by one ion reaching the input of the ion detector is present on both current collector anodes. It can be partially incident. As a result, either the ion arrival event is not counted, or the ion arrival event is counted once or twice by the two current collector anodes. The extent to which this can occur depends directly on the detector system settings.

この効果のよって生じる不正確さは、二次電子のより少ない部分を記録するように配置された集電アノードにとっては特に著しい。小さい方の集電アノードを大きい方の集電アノードの面積の、例えば１０分の１または１００分の１に設計する場合もある。したがって、この誤差の大きさは、最も小さい集電アノードの相対面積が小さくなればなる程、それに対応して大きくなる。さらに、集電アノードの端縁または境界がその面積に対して非常に大きくなるようにイオン検出器を設計する場合もある。例えば、ある集電アノードが大きなプレートを備えるとともに、別の集電アノードがその大きなプレートの前に細いワイヤを備える場合がある。細いワイヤの集電アノードは、その面積に比例して非常に大きな境界を有する。したがって、そのようなイオン検出器は、小さな方のワイヤ集電アノードによって記録されるイオンカウントレートに大きな誤差が生じ得るという問題がある。この誤差は、総イオンカウントレートが高すぎて大きい方の集電アノード上で正確に記録できないような状況において総イオンカウントレートを決定する際に生じる。 The inaccuracy caused by this effect is particularly significant for current collector anodes arranged to record a smaller portion of secondary electrons. In some cases, the smaller current collector anode is designed to be, for example, 1/10 or 1 / 100th the area of the larger current collector anode. Therefore, the magnitude of this error increases correspondingly as the relative area of the smallest current collecting anode decreases. In addition, the ion detector may be designed such that the edge or boundary of the current collecting anode is very large relative to its area. For example, one current collector anode may have a large plate and another current collector anode may have a thin wire in front of the large plate. A thin wire current collector anode has a very large boundary in proportion to its area. Therefore, such an ion detector has the problem that a large error can occur in the ion count rate recorded by the smaller wire collector anode. This error occurs when determining the total ion count rate in situations where the total ion count rate is too high to be accurately recorded on the larger current collector anode.

特に、集電アノード間の境界に対応する位置に到達するイオンについては共有信号の問題がある。イオンによっては１つより多くの集電アノードに当たる電子雲を生成することがある。これらの共有電子雲がそれぞれ単独の集電アノード上で生成する信号は小さくなるため、いずれもカウントされるほど大きくならない場合がある。 In particular, there is a problem of a shared signal for ions that reach a position corresponding to the boundary between the collector anodes. Some ions may produce an electron cloud that strikes more than one current collector anode. Since the signal generated by each of these shared electron clouds on a single current collector anode is small, none of them may be so large as to be counted.

電子雲が２つの集電アノード間に共有されないようにいずれかの集電アノードには到達しないように、マスクを最後尾のマイクロチャネルプレートの後方かつ集電アノードの前方に配置することが考えられる。しかし、そのような配置には、電子雲の一部だけが特定の集電アノードに当たるという問題がある。集電アノードに当たる電子雲は、その強度が低減されるので、イオン到達イベントとして登録されるのに十分である場合もあれば、不十分な場合もある。これは、電子増倍管における電子増幅率、集電アノードに当たる電子雲の割合、増幅ゲインおよび検出器弁別器レベルに左右される。 It is conceivable to place the mask behind the last microchannel plate and in front of the current collector anode so that no electron cloud reaches the current collector anode so that it is not shared between the two current collector anodes. . However, such an arrangement has the problem that only part of the electron cloud hits a particular current collector anode. The electron cloud that strikes the current collector anode may be sufficient or may be insufficient to be registered as an ion arrival event because its intensity is reduced. This depends on the electron amplification factor in the electron multiplier, the proportion of the electron cloud hitting the current collector anode, the amplification gain and the detector discriminator level.

マスクの端縁近傍の位置に到達するイオンの検出される割合は、直接的に、検出器システムの設定によって異なる。細いワイヤの集電アノードなどの大きな境界を有する小さなアノードでは、これがイオンカウント数に大きな誤差をもたらす。 The detected percentage of ions that reach a position near the edge of the mask directly depends on the detector system settings. For small anodes with large boundaries, such as thin wire current collector anodes, this leads to large errors in the ion count.

２つの集電アノード間に共有される電子雲を生成しないようにこれらのイオンがイオン検出器に到達することを阻止するために、マスクを先頭のマイクロチャネルプレートの前面の上流に配置することが考えられる。そのような配置では、マスクを最後尾のマイクロチャネルプレート検出器の下流に配置する上記のような場合と同じような問題は起こらない。しかし、そのような配置は、先頭のマイクロチャネルプレートの前面の前にマスクを搭載する必要があり、多くの異なる問題がある。 To prevent these ions from reaching the ion detector so as not to create an electron cloud shared between the two current collector anodes, a mask may be placed upstream of the front surface of the leading microchannel plate. Conceivable. Such an arrangement does not cause the same problems as described above for placing the mask downstream of the last microchannel plate detector. However, such an arrangement requires mounting a mask in front of the front surface of the leading microchannel plate and has many different problems.

第１に、そのような検出器を飛行時間質量分析計に使用すると、マイクロチャネルプレート入力面またはマスクのどちらに当たるかに応じて、ある質量電荷比を有するイオンが他のイオンよりも先に検出器面に当たる。また、マスクの端縁に当たるイオンは二次電子を放出させ、次いでその二次電子はマイクロチャネルプレートによって増幅されるので、その結果、検出されるイオンは得られる質量スペクトルにゴーストピークを生じさせる。 First, when such a detector is used in a time-of-flight mass spectrometer, ions with a mass-to-charge ratio are detected before other ions, depending on whether they hit the microchannel plate input surface or the mask. Hit the surface. Also, ions that strike the edge of the mask emit secondary electrons, which are then amplified by the microchannel plate, so that the ions that are detected cause ghost peaks in the resulting mass spectrum.

第２に、後段加速イオン検出器などのイオン検出器の設計においては、イオンがイオン検出器に近づく際にさらに加速させることがある。イオンを受け取るように配置されたマイクロチャネルプレートは、その前面が完全には平坦ではないので、加速電界も完全には均一でない。その結果、マスクを先頭のマイクロチャネルプレートの前面に配置すると、あるイオンは別のイオンと異なるように加速され、偏向されるイオンも生じるので、イオン検出器に到達する時間がわずかに異なる。この結果、得られる質量スペクトルにおいて質量ピークが広がる。 Second, in the design of an ion detector such as a post-acceleration ion detector, ions may be further accelerated as they approach the ion detector. Since the front surface of the microchannel plate arranged to receive ions is not perfectly flat, the accelerating electric field is not completely uniform. As a result, when the mask is placed in front of the leading microchannel plate, certain ions are accelerated differently than others and some ions are deflected, so the time to reach the ion detector is slightly different. As a result, a mass peak spreads in the obtained mass spectrum.

第３に、イオンに当てるために意図的に配置されるいずれのマスクも時間がたつにつれ、絶縁となり得る物質によって被膜され得る。その結果、マスクが電荷を保持し始め、さらにイオンの飛行経路および到達時間を乱すことがある。また、マスクには、入射イオンによってスパッタリングされる二次原子およびイオンも当たり、その結果、検出器によって検出されるそれらの一部によって、得られる質量スペクトルにゴーストピークが生じる。 Third, any mask that is intentionally placed to bombard ions can be coated over time with a material that can be insulating. As a result, the mask may begin to retain charge, further disturbing the ion flight path and arrival time. The mask also strikes secondary atoms and ions that are sputtered by incident ions, resulting in a ghost peak in the resulting mass spectrum due to some of them detected by the detector.

本発明の一局面によると、
第１マイクロチャネルプレートデバイスと、
第２マイクロチャネルプレートデバイスと、
第１マイクロチャネルプレートデバイスと第２マイクロチャネルプレートデバイスとの中間に設置されるマスクまたはシールドと、
少なくとも、前記第２マイクロチャネルプレートデバイスの下流に配置される、第１の活性電子検出面積またはサイズを有する第１集電アノードおよび第２の異なる活性電子検出面積またはサイズを有する第２の別の集電アノードと
を含むイオン検出器が提供される。 According to one aspect of the invention,
A first microchannel plate device;
A second microchannel plate device;
A mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device;
At least a first current collecting anode having a first active electron detection area or size and a second further having a second different active electron detection area or size, arranged downstream of the second microchannel plate device. An ion detector is provided that includes a current collecting anode.

一実施形態によると、第２活性電子検出面積またはサイズは第１活性電子検出面積またはサイズのｘパーセントに等しく、ｘは（ｉ）＜０．２％、（ｉｉ）０．２〜０．３％、（ｉｉｉ）０．３〜０．４％、（ｉｖ）０．４〜０．５％、（ｖ）０．５〜０．６％、（ｖｉ）０．６〜０．７％、（ｖｉｉ）０．７〜０．８％、（ｖｉｉｉ）０．８〜０．９％、（ｉｘ）０．９〜１．０％、（ｘ）１〜１０％、（ｘｉ）１０〜２０％、（ｘｉｉ）２０〜３０％、（ｘｉｉｉ）３０〜４０％、（ｘｉｖ）４０〜５０％、（ｘｖ）５０〜６０％、（ｘｖｉ）６０〜７０％、（ｘｖｉｉ）７０〜８０％、（ｘｖｉｉｉ）８０〜９０％、（ｘｉｘ）９０〜１００％からなる群から選択される。 According to one embodiment, the second active electron detection area or size is equal to x percent of the first active electron detection area or size, where x is (i) <0.2%, (ii) 0.2-0.3. %, (Iii) 0.3-0.4%, (iv) 0.4-0.5%, (v) 0.5-0.6%, (vi) 0.6-0.7%, (Vii) 0.7-0.8%, (viii) 0.8-0.9%, (ix) 0.9-1.0%, (x) 1-10%, (xi) 10-20 %, (Xii) 20-30%, (xiii) 30-40%, (xiv) 40-50%, (xv) 50-60%, (xvi) 60-70%, (xvii) 70-80%, (Xviii) is selected from the group consisting of 80 to 90% and (xix) 90 to 100%.

第１マイクロチャネルプレートデバイスは１つ、２つ、または２つよりも多いマイクロチャネルプレートを含んでもよい。同様に、第２マイクロチャネルプレートデバイスは１つ、２つ、または２つよりも多いマイクロチャネルプレートを含んでもよい。 The first microchannel plate device may include one, two, or more than two microchannel plates. Similarly, the second microchannel plate device may include one, two, or more than two microchannel plates.

好ましくは、マスクまたはシールドは第１マイクロチャネルプレートデバイスから出射される電子を阻止、減衰、少なくとも部分的に減衰、または発散するように配置される。好ましくは、マスクまたはシールドは、電子が第１マイクロチャネルプレートデバイスから出射されるかまたは出現すること、および／または第２マイクロチャネルプレートデバイスに当たるかまたは到達することを実質的に防止する。一実施形態によると、マスクまたはシールドは、第１マイクロチャネルプレートデバイス上の所定の場所または位置において第１マイクロチャネルプレートデバイスに到達する少なくともいくつかのイオンが、（ａ）その後、二次電子雲が第２マイクロチャネルプレートデバイスから出射されることを実質的に防止するか、または（ｂ）その後、二次電子雲が第２マイクロチャネルプレートデバイスから出射され、実質的に第１集電アノードに当たるか、または第２集電アノードに当たるが、第２マイクロチャネルプレートデバイスから出射された二次電子雲は第１集電アノードおよび第２集電アノードの両方に同時には実質的に当たらないようにする。 Preferably, the mask or shield is arranged to block, attenuate, at least partially attenuate or diverge electrons emitted from the first microchannel plate device. Preferably, the mask or shield substantially prevents electrons from exiting or emerging from the first microchannel plate device and / or hitting or reaching the second microchannel plate device. According to one embodiment, the mask or shield is configured such that at least some ions that reach the first microchannel plate device at a predetermined location or position on the first microchannel plate device are: Is substantially prevented from being emitted from the second microchannel plate device, or (b) the secondary electron cloud is then emitted from the second microchannel plate device and substantially impinges on the first current collector anode. Or a secondary electron cloud emitted from the second microchannel plate device does not substantially impinge on both the first collector anode and the second collector anode at the same time. .

一実施形態によると、マスクまたはシールドは、第１マイクロチャネルプレートデバイスに到達したイオンが、第１集電アノードおよび第２集電アノードの両方に同時に当たる二次電子雲を実質的に生成しないように配置される。好ましくは、マスクまたはシールドは、第１マイクロチャネルプレートデバイスに到達したイオンが、第１集電アノードまたは第２集電アノードのいずれかに当たるが、第１集電アノードおよび第２集電アノードの両方に同時には当たらない二次電子雲を生じさせるように配置される。 According to one embodiment, the mask or shield does not substantially generate a secondary electron cloud in which ions reaching the first microchannel plate device impinge on both the first and second current collector anodes simultaneously. Placed in. Preferably, the mask or shield causes ions reaching the first microchannel plate device to hit either the first current collector anode or the second current collector anode, but both the first current collector anode and the second current collector anode Are arranged so as to generate a secondary electron cloud that does not hit simultaneously.

一実施形態によると、マスクまたはシールドは、（ｉ）＜１μｍ、（ｉｉ）１〜５μｍ、（ｉｉｉ）５〜１０μｍ、（ｉｖ）１０〜１５μｍ、（ｖ）１５〜２０μｍ、（ｖｉ）２０〜２５μｍ、（ｖｉｉ）２５〜３０μｍ、（ｖｉｉｉ）３０〜３５μｍ、（ｉｘ）３５〜４０μｍ、（ｘ）４０〜４５μｍ、（ｘｉ）４５〜５０μｍ、（ｘｉｉ）５０〜５５μｍ、（ｘｉｉｉ）５５〜６０μｍ、（ｘｉｖ）６０〜６５μｍ、（ｘｖ）６５〜７０μｍ、（ｘｖｉ）７０〜７５μｍ、（ｘｖｉｉ）７５〜８０μｍ、（ｘｖｉｉｉ）８０〜８５μｍ、（ｘｉｘ）８５〜９０μｍ、（ｘｘ）９０〜９５μｍ、（ｘｘｉ）９５〜１００μｍ、および（ｘｘｉｉ）＞１００μｍからなる群から選択される厚さを有する。 According to one embodiment, the mask or shield is (i) <1 μm, (ii) 1-5 μm, (iii) 5-10 μm, (iv) 10-15 μm, (v) 15-20 μm, (vi) 20- 25 μm, (vii) 25-30 μm, (viii) 30-35 μm, (ix) 35-40 μm, (x) 40-45 μm, (xi) 45-50 μm, (xii) 50-55 μm, (xiii) 55-60 μm (Xiv) 60-65 μm, (xv) 65-70 μm, (xvi) 70-75 μm, (xvii) 75-80 μm, (xviii) 80-85 μm, (xix) 85-90 μm, (xx) 90-95 μm, (Xxi) having a thickness selected from the group consisting of 95-100 μm and (xxii)> 100 μm.

好ましくは、少なくとも第１マイクロチャネルプレートデバイスの前面は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電圧または電位に、使用中、保持される。好ましくは、少なくとも第１マイクロチャネルプレートデバイスの後面は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電圧または電位に、使用中、保持される。好ましくは、第１マイクロチャネルプレートデバイスの両端の電位差は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電位差に、使用中、保持される。 Preferably, at least the front surface of the first microchannel plate device is (i) 0V, (ii) ± 0 to 10V, (iii) ± 10 to 100V, (iv) ± 100 to 500V, (v) ± 500 to 1000V. (Vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, ( xii) ± 7 to 8 kV, (xiii) ± 8 to 9 kV, (xiv) ± 9 to 10 kV, and (xv)> ± 10 kV. Preferably, at least the rear surface of the first microchannel plate device is (i) 0V, (ii) ± 0 to 10V, (iii) ± 10 to 100V, (iv) ± 100 to 500V, (v) ± 500 to 1000V. (Vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, ( xii) ± 7 to 8 kV, (xiii) ± 8 to 9 kV, (xiv) ± 9 to 10 kV, and (xv)> ± 10 kV. Preferably, the potential difference across the first microchannel plate device is (i) 0 V, (ii) ± 0 to 10 V, (iii) ± 10 to 100 V, (iv) ± 100 to 500 V, (v) ± 500 to 1000 V, (vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, A potential difference selected from the group consisting of (xii) ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV is maintained during use.

一実施形態によると、少なくともマスクまたはシールドの前面は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電圧または電位に、使用中、保持される。好ましくは、マスクまたはシールドの後面は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電圧または電位に、使用中、保持される。好ましくは、マスクまたはシールドの両端の電位差は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電位差に、使用中、保持される。 According to one embodiment, at least the front surface of the mask or shield is (i) 0V, (ii) ± 0 to 10V, (iii) ± 10 to 100V, (iv) ± 100 to 500V, (v) ± 500 to 1000V. (Vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, ( xii) ± 7 to 8 kV, (xiii) ± 8 to 9 kV, (xiv) ± 9 to 10 kV, and (xv)> ± 10 kV. Preferably, the rear surface of the mask or shield is (i) 0 V, (ii) ± 0 to 10 V, (iii) ± 10 to 100 V, (iv) ± 100 to 500 V, (v) ± 500 to 1000 V, (vi) ± 1-2 kV, (vii) ± 2-3 kV, (viii) ± 3-4 kV, (ix) ± 4-5 kV, (x) ± 5-6 kV, (xi) ± 6-7 kV, (xii) ± 7 Held in use at a voltage or potential selected from the group consisting of ˜8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV. Preferably, the potential difference across the mask or shield is (i) 0 V, (ii) ± 0 to 10 V, (iii) ± 10 to 100 V, (iv) ± 100 to 500 V, (v) ± 500 to 1000 V, ( vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, (xii) A potential difference selected from the group consisting of ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV is maintained during use.

一実施形態によると、少なくとも第２マイクロチャネルプレートデバイスの前面は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電圧または電位に、使用中、保持される。好ましくは、第２マイクロチャネルプレートデバイスの後面は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電圧または電位に、使用中、保持される。好ましくは、第２マイクロチャネルプレートデバイスの両端の電位差は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電位差に、使用中、保持される。 According to one embodiment, at least the front surface of the second microchannel plate device is (i) 0V, (ii) ± 0 to 10V, (iii) ± 10 to 100V, (iv) ± 100 to 500V, (v) ± 500 to 1000 V, (vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to Held in use at a voltage or potential selected from the group consisting of 7 kV, (xii) ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV The Preferably, the rear surface of the second microchannel plate device is (i) 0 V, (ii) ± 0 to 10 V, (iii) ± 10 to 100 V, (iv) ± 100 to 500 V, (v) ± 500 to 1000 V, (Vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, (xii) ) Held in use at a voltage or potential selected from the group consisting of: ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV. Preferably, the potential difference across the second microchannel plate device is (i) 0 V, (ii) ± 0 to 10 V, (iii) ± 10 to 100 V, (iv) ± 100 to 500 V, (v) ± 500 to 1000 V, (vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, (x) ± 5 to 6 kV, (xi) ± 6 to 7 kV, A potential difference selected from the group consisting of (xii) ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV is maintained during use.

一実施形態によると、第１マイクロチャネルプレートデバイスの後面とマスクまたはシールドの前面との間の電位差は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電位差に、使用中、保持される。同様に、一実施形態によると、マスクまたはシールドの後面と第２マイクロチャネルプレートデバイスの前面との間の電位差は、（ｉ）０Ｖ、（ｉｉ）±０〜１０Ｖ、（ｉｉｉ）±１０〜１００Ｖ、（ｉｖ）±１００〜５００Ｖ、（ｖ）±５００〜１０００Ｖ、（ｖｉ）±１〜２ｋＶ、（ｖｉｉ）±２〜３ｋＶ、（ｖｉｉｉ）±３〜４ｋＶ、（ｉｘ）±４〜５ｋＶ、（ｘ）±５〜６ｋＶ、（ｘｉ）±６〜７ｋＶ、（ｘｉｉ）±７〜８ｋＶ、（ｘｉｉｉ）±８〜９ｋＶ、（ｘｉｖ）±９〜１０ｋＶ、および（ｘｖ）＞±１０ｋＶからなる群から選択される電位差に、使用中、保持される。 According to one embodiment, the potential difference between the back surface of the first microchannel plate device and the front surface of the mask or shield is (i) 0V, (ii) ± 0-10V, (iii) ± 10-100V, (iv ) ± 100-500V, (v) ± 500-1000V, (vi) ± 1-2kV, (vii) ± 2-3kV, (viii) ± 3-4kV, (ix) ± 4-5kV, (x) ± Selected from the group consisting of 5-6 kV, (xi) ± 6-7 kV, (xii) ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV The potential difference is retained during use. Similarly, according to one embodiment, the potential difference between the back surface of the mask or shield and the front surface of the second microchannel plate device is (i) 0V, (ii) ± 0-10V, (iii) ± 10-100V. , (Iv) ± 100 to 500 V, (v) ± 500 to 1000 V, (vi) ± 1 to 2 kV, (vii) ± 2 to 3 kV, (viii) ± 3 to 4 kV, (ix) ± 4 to 5 kV, ( x) from the group consisting of ± 5-6 kV, (xi) ± 6-7 kV, (xii) ± 7-8 kV, (xiii) ± 8-9 kV, (xiv) ± 9-10 kV, and (xv)> ± 10 kV The selected potential difference is held during use.

好ましくは、マスクまたはシールドは、第１マイクロチャネルプレートデバイスの後面に装着されるか、または別の方法で設置される。好ましくは、マスクまたはシールドは、第２マイクロチャネルプレートデバイスの前面に装着されるか、または別の方法で設置される。一実施形態によると、マスクまたはシールドは、第１マイクロチャネルプレートデバイスの後面に装着されるか、または別の方法で設置され、かつ第２マイクロチャネルプレートデバイスの前面に装着されるか、または別の方法で設置される。 Preferably, the mask or shield is attached to the rear surface of the first microchannel plate device or otherwise placed. Preferably, the mask or shield is attached to the front surface of the second microchannel plate device or otherwise installed. According to one embodiment, the mask or shield is attached to the rear surface of the first microchannel plate device or otherwise installed and attached to the front surface of the second microchannel plate device or otherwise. It is installed by the method.

好ましくは、マスクまたはシールドは、（ｉ）金属、（ｉｉ）プラスチック、（ｉｉｉ）セラミック、（ｉｖ）導体、（ｖ）絶縁体、（ｖｉ）半導体、（ｖｉｉ）薄膜、（ｖｉｉｉ）有機層、（ｉｘ）無機層、（ｘ）ポリイミド層、（ｘｉ）熱可塑性層、および（ｘｉｉ）カプトン（登録商標）からなる群から選択される材料を含む。 Preferably, the mask or shield is (i) metal, (ii) plastic, (iii) ceramic, (iv) conductor, (v) insulator, (vi) semiconductor, (vii) thin film, (viii) organic layer, A material selected from the group consisting of (ix) an inorganic layer, (x) a polyimide layer, (xi) a thermoplastic layer, and (xii) Kapton (registered trademark).

好ましくは、第１マイクロチャネルプレートデバイスは、使用中にイオンが受け取られる前面および使用中に電子が出射される後面を含み、第２マイクロチャネルプレートデバイスは、使用中に第１マクロチャネルプレートデバイスから出射される電子が受け取られる前面および使用中に電子が出射される後面を含む。 Preferably, the first microchannel plate device includes a front surface from which ions are received during use and a back surface from which electrons are emitted during use, wherein the second microchannel plate device is from the first macrochannel plate device during use. It includes a front surface from which emitted electrons are received and a rear surface from which electrons are emitted during use.

好ましくは、第１マイクロチャネルプレートデバイスの後面と第２マイクロチャネルプレートデバイスの前面との間の分離は、（ｉ）＜１μｍ、（ｉｉ）１〜５μｍ、（ｉｉｉ）５〜１０μｍ、（ｉｖ）１０〜１５μｍ、（ｖ）１５〜２０μｍ、（ｖｉ）２０〜２５μｍ、（ｖｉｉ）２５〜３０μｍ、（ｖｉｉｉ）３０〜３５μｍ、（ｉｘ）３５〜４０μｍ、（ｘ）４０〜４５μｍ、（ｘｉ）４５〜５０μｍ、（ｘｉｉ）５０〜５５μｍ、（ｘｉｉｉ）５５〜６０μｍ、（ｘｉｖ）６０〜６５μｍ、（ｘｖ）６５〜７０μｍ、（ｘｖｉ）７０〜７５μｍ、（ｘｖｉｉ）７５〜８０μｍ、（ｘｖｉｉｉ）８０〜８５μｍ、（ｘｉｘ）８５〜９０μｍ、（ｘｘ）９０〜９５μｍ、（ｘｘｉ）９５〜１００μｍ、および（ｘｘｉｉ）＞１００μｍからなる群から選択される。 Preferably, the separation between the back surface of the first microchannel plate device and the front surface of the second microchannel plate device is (i) <1 μm, (ii) 1-5 μm, (iii) 5-10 μm, (iv) 10 to 15 μm, (v) 15 to 20 μm, (vi) 20 to 25 μm, (vii) 25 to 30 μm, (viii) 30 to 35 μm, (ix) 35 to 40 μm, (x) 40 to 45 μm, (xi) 45 -50 μm, (xii) 50-55 μm, (xiii) 55-60 μm, (xiv) 60-65 μm, (xv) 65-70 μm, (xvi) 70-75 μm, (xvii) 75-80 μm, (xviii) 80- 85 μm, (xix) 85-90 μm, (xx) 90-95 μm, (xxi) 95-100 μm, and (xxii)> 100 μm It is.

一実施形態によると、第２マイクロチャネルプレートデバイスの後面と第１集電アノードの前面との間の分離は、（ｉ）＜１μｍ、（ｉｉ）１〜１０μｍ、（ｉｉｉ）１０〜２０μｍ、（ｉｖ）２０〜３０μｍ、（ｖ）３０〜４０μｍ、（ｖｉ）４０〜５０μｍ、（ｖｉｉ）５０〜６０μｍ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０μｍ、（ｉｘ）７０〜８０μｍ、（ｘ）８０〜９０μｍ、（ｘｉ）９０〜１００μｍ、（ｘｉｉ）１００〜１２０μｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１４０μｍ、（ｘｉｖ）１４０〜１６０μｍ、（ｘｖ）１６０〜１８０μｍ、（ｘｖｉ）１８０〜２００μｍ、（ｘｖｉｉ）２００〜２５０μｍ、（ｘｖｉｉｉ）２５０〜３００μｍ、（ｘｉｘ）３００〜３５０μｍ、（ｘｘ）３５０〜４００μｍ、（ｘｘｉ）４００〜４５０μｍ、（ｘｘｉｉ）４５０〜５００μｍ、および（ｘｘｉｉｉ）＞５００μｍからなる群から選択される。 According to one embodiment, the separation between the back surface of the second microchannel plate device and the front surface of the first current collecting anode is (i) <1 μm, (ii) 1-10 μm, (iii) 10-20 μm, ( iv) 20-30 μm, (v) 30-40 μm, (vi) 40-50 μm, (vii) 50-60 μm, (viii) 60-70 μm, (ix) 70-80 μm, (x) 80-90 μm, (xi ) 90-100 μm, (xii) 100-120 μm, (xiii) 120-140 μm, (xiv) 140-160 μm, (xv) 160-180 μm, (xvi) 180-200 μm, (xvii) 200-250 μm, (xviii) 250-300 μm, (xix) 300-350 μm, (xx) 350-400 μm, (xxi) 400-450 μm, (xxii) 4 0～500Myuemu, and (xxiii) is selected from the group consisting of> 500 [mu] m.

一実施形態によると、第２マイクロチャネルプレートデバイスの後面と第２集電アノードの前面との間の分離は、（ｉ）＜１μｍ、（ｉｉ）１〜１０μｍ、（ｉｉｉ）１０〜２０μｍ、（ｉｖ）２０〜３０μｍ、（ｖ）３０〜４０μｍ、（ｖｉ）４０〜５０μｍ、（ｖｉｉ）５０〜６０μｍ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０μｍ、（ｉｘ）７０〜８０μｍ、（ｘ）８０〜９０μｍ、（ｘｉ）９０〜１００μｍ、（ｘｉｉ）１００〜１２０μｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１４０μｍ、（ｘｉｖ）１４０〜１６０μｍ、（ｘｖ）１６０〜１８０μｍ、（ｘｖｉ）１８０〜２００μｍ、（ｘｖｉｉ）２００〜２５０μｍ、（ｘｖｉｉｉ）２５０〜３００μｍ、（ｘｉｘ）３００〜３５０μｍ、（ｘｘ）３５０〜４００μｍ、（ｘｘｉ）４００〜４５０μｍ、（ｘｘｉｉ）４５０〜５００μｍ、および（ｘｘｉｉｉ）＞５００μｍからなる群から選択される。 According to one embodiment, the separation between the back surface of the second microchannel plate device and the front surface of the second current collecting anode is (i) <1 μm, (ii) 1-10 μm, (iii) 10-20 μm, ( iv) 20-30 μm, (v) 30-40 μm, (vi) 40-50 μm, (vii) 50-60 μm, (viii) 60-70 μm, (ix) 70-80 μm, (x) 80-90 μm, (xi ) 90-100 μm, (xii) 100-120 μm, (xiii) 120-140 μm, (xiv) 140-160 μm, (xv) 160-180 μm, (xvi) 180-200 μm, (xvii) 200-250 μm, (xviii) 250-300 μm, (xix) 300-350 μm, (xx) 350-400 μm, (xxi) 400-450 μm, (xxii) 4 0～500Myuemu, and (xxiii) is selected from the group consisting of> 500 [mu] m.

好ましくは、第１集電アノードは第２集電アノードよりも実質的に大きい。好ましくは、第１集電アノードは第１活性電子検出面積を有し、第２集電アノードは第２活性電子検出面積を有する。第１活性電子検出面積と第２活性電子検出面積の比は、（ｉ）＜１、（ｉｉ）１〜１．５、（ｉｉｉ）１．５〜２．０、（ｉｖ）２〜３、（ｖ）３〜４、（ｖｉ）４〜５、（ｖｉｉ）５〜６、（ｖｉｉｉ）６〜７、（ｉｘ）７〜８、（ｘ）８〜９、（ｘｉ）９〜１０、（ｘｉｉ）１０〜１５、（ｘｉｉｉ）１５〜２０、（ｘｉｖ）２０〜２５、（ｘｖ）２５〜３０、（ｘｖｉ）３０〜３５、（ｘｖｉｉ）３５〜４０、（ｘｖｉｉｉ）４０〜４５、（ｘｉｘ）４５〜５０、（ｘｘ）５０〜６０、（ｘｘｉ）６０〜７０、（ｘｘｉｉ）７０〜８０、（ｘｘｉｉｉ）８０〜９０、（ｘｘｉｖ）９０〜１００、（ｘｘｖ）１００〜１５０、（ｘｘｖｉ）１５０〜２００、（ｘｘｖｉｉ）２００〜２５０、（ｘｘｖｉｉｉ）２５０〜３００、（ｘｘｉｘ）３００〜３５０、（ｘｘｘ）３５０〜４００、（ｘｘｘｉ）４００〜４５０、（ｘｘｘｉｉ）４５０〜５００、および（ｘｘｘｉｉｉ）＞５００からなる群から選択される。 Preferably, the first current collecting anode is substantially larger than the second current collecting anode. Preferably, the first current collector anode has a first active electron detection area, and the second current collector anode has a second active electron detection area. The ratio of the first active electron detection area to the second active electron detection area is (i) <1, (ii) 1 to 1.5, (iii) 1.5 to 2.0, (iv) 2 to 3, (V) 3-4, (vi) 4-5, (vii) 5-6, (viii) 6-7, (ix) 7-8, (x) 8-9, (xi) 9-10, ( xii) 10-15, (xiii) 15-20, (xiv) 20-25, (xv) 25-30, (xvi) 30-35, (xvii) 35-40, (xviii) 40-45, (xix ) 45-50, (xx) 50-60, (xxi) 60-70, (xxii) 70-80, (xxiii) 80-90, (xxiv) 90-100, (xxv) 100-150, (xxvi) 150-200, (xxvii) 200-250, (xxviii) 250-300, (xxix 300~350, (xxx) 350~400, (xxxi) 400~450, are selected from the group consisting of (xxxii) 450 to 500, and (xxxiii)> 500.

一実施形態によると、第１および第２集電アノードは実質的に共面である。先の実施形態ほどではないが、好ましい実施形態によると、第１および第２集電アノードは実質的に共面でない。 According to one embodiment, the first and second current collecting anodes are substantially coplanar. Although not as much as the previous embodiment, according to a preferred embodiment, the first and second current collector anodes are not substantially coplanar.

好ましくは、第１集電アノードは第２集電アノードを実質的に封ずるか、囲むか、または包む。一実施形態によると、第２集電アノードは、第１集電アノード内にまたは第１集電アノードによって形成されるスロット、チャネル、スリット、アパーチャまたはウインドウ内に設置される。好ましくは、第１集電アノード内にまたは第１集電アノードによって形成されるスロット、チャネル、スリット、アパーチャまたはウインドウのサイズは、第２集電アノードのサイズ、面積、直径、長さまたは幅よりも実質的に大きい。 Preferably, the first current collecting anode substantially encloses, surrounds or encloses the second current collecting anode. According to one embodiment, the second current collecting anode is placed in the first current collecting anode or in a slot, channel, slit, aperture or window formed by the first current collecting anode. Preferably, the size of the slot, channel, slit, aperture or window formed in or by the first current collector anode is greater than the size, area, diameter, length or width of the second current collector anode. Is also substantially large.

好ましくは、第１集電アノードは１つ以上の集電アノードを含む。第１集電アノードは集電アノードのアレイを含んでもよい。好ましくは、第２集電アノードは１つ以上の集電アノードを含む。第２集電アノードは集電アノードのアレイを含んでもよい。 Preferably, the first current collecting anode includes one or more current collecting anodes. The first current collector anode may include an array of current collector anodes. Preferably, the second current collecting anode includes one or more current collecting anodes. The second current collector anode may include an array of current collector anodes.

一実施形態によると、イオン検出器は、第１集電アノードに接続された１つ以上の時間−デジタル変換器（「ＴＤＣ」）を含むのが好ましい。一実施形態によると、イオン検出器は、第１集電アノードに接続された１つ以上のアナログ−デジタル変換器（「ＡＤＣ」）を含むのが好ましい。 According to one embodiment, the ion detector preferably includes one or more time-to-digital converters (“TDC”) connected to the first current collector anode. According to one embodiment, the ion detector preferably includes one or more analog-to-digital converters (“ADCs”) connected to the first current collector anode.

一実施形態によると、イオン検出器は、記第２集電アノードに接続された１つ以上の時間−デジタル変換器（「ＴＤＣ」）を含むのが好ましい。一実施形態によると、イオン検出器は、第２集電アノードに接続された１つ以上のアナログ−デジタル変換器（「ＡＤＣ」）を含むのが好ましい。 According to one embodiment, the ion detector preferably includes one or more time-to-digital converters (“TDC”) connected to the second current collecting anode. According to one embodiment, the ion detector preferably includes one or more analog-to-digital converters (“ADCs”) connected to the second current collector anode.

本発明の一局面によると、上記イオン検出器を含む分析器が提供される。 According to one aspect of the present invention, an analyzer including the ion detector is provided.

本発明の一局面によると、上記のイオン検出器を含む質量分析部が提供される。 According to one aspect of the present invention, a mass spectrometer including the above ion detector is provided.

本発明の一局面によると、上記のイオン検出器を含む質量分析計が提供される。 According to one aspect of the present invention, a mass spectrometer including the above ion detector is provided.

好ましくは、質量分析計は質量分析部をさらに備える。好ましくは、質量分析部は、（ｉ）直交加速飛行時間質量分析部、（ｉｉ）軸方向加速飛行時間質量分析部、（ｉｉｉ）ポール３Ｄ四重極イオントラップ質量分析部、（ｉｖ）２Ｄまたは線形四重極イオントラップ質量分析部、（ｖ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析部、（ｖｉ）磁気セクタ質量分析部、（ｖｉｉ）四重極質量分析部、および（ｖｉｉｉ）ペニングトラップ質量分析部からなる群から選択される。 Preferably, the mass spectrometer further includes a mass analyzer. Preferably, the mass analyzer is (i) an orthogonal acceleration time of flight mass analyzer, (ii) an axial acceleration time of flight mass analyzer, (iii) a pole 3D quadrupole ion trap mass analyzer, (iv) 2D or Linear quadrupole ion trap mass analyzer, (v) Fourier transform ion cyclotron resonance mass analyzer, (vi) magnetic sector mass analyzer, (vii) quadrupole mass analyzer, and (viii) Penning trap mass analyzer Selected from the group consisting of

好ましくは、質量分析計または他の分析器はさらにイオン源を含む。イオン源はパルス化イオン源または実質的に連続なイオン源のいずれでもよい。イオン源は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、および（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源からなる群から選択されるのが好ましい。 Preferably, the mass spectrometer or other analyzer further includes an ion source. The ion source can be either a pulsed ion source or a substantially continuous ion source. The ion source includes (i) an electrospray ionization (“ESI”) ion source, (ii) atmospheric pressure photoionization (“APPI”) ion source, (iii) atmospheric pressure chemical ionization (“APCI”) ion source, (iv) ) Matrix-assisted laser desorption ionization (“MALDI”) ion source, (v) Laser desorption ionization (“LDI”) ion source, (vi) Atmospheric pressure ionization (“API”) ion source, (vii) Using silicon Desorption ionization ("DIOS") ion source, (viii) electron impact ("EI") ion source, (ix) chemical ionization ("CI") ion source, (x) field ionization ("FI") ion source (Xi) field desorption (“FD”) ion source, (xii) inductively coupled plasma (“ICP”) ion source, (xiii) fast atom bombardment (“FAB”) ion source, (xi Selected from the group consisting of :) liquid secondary ion mass spectrometry (“LSIMS”) ion source, (xv) desorption electrospray ionization (“DESI”) ion source, and (xvi) nickel-63 radioactive ion source. preferable.

本発明の別の局面によると、イオンを検出する方法であって、
第１マイクロチャネルプレートデバイスと、第２マイクロチャネルプレートデバイスと、第１マイクロチャネルプレートデバイスと第２マイクロチャネルプレートデバイスとの中間に設置されるマスクまたはシールドとを含むイオン検出器に向けてイオンを送り出すステップと、
少なくとも第１の集電アノードと第２の別の集電アノードを使用して第２のマイクロチャネルプレートデバイスから出射される電子を検出するステップであって、第１集電アノードは第１の活性電子検出面積またはサイズを有し、第２集電アノードは第２の異なる活性電子検出面積またはサイズを有し、第１集電アノードおよび第２集電アノードは第２マイクロチャネルプレートデバイスの下流に配置されるステップとを含む方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a method for detecting ions comprising:
Ions are directed toward an ion detector that includes a first microchannel plate device, a second microchannel plate device, and a mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device. Sending out steps;
Detecting electrons emitted from the second microchannel plate device using at least a first current collecting anode and a second another current collecting anode, wherein the first current collecting anode is a first active The second current collector anode has a second different active electron detection area or size, and the first current collector anode and the second current collector anode are downstream of the second microchannel plate device. Provided is a method comprising the steps of:

本発明の一局面によると、上記のイオン検出方法を含む質量分析方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a mass spectrometry method including the above-described ion detection method is provided.

本発明の一局面によると、
第１マイクロチャネルプレートデバイスと、
第２マイクロチャネルプレートデバイスと、
前記第１マイクロチャネルプレートデバイスと前記第２マイクロチャネルプレートデバイスとの中間に設置されるマスクまたはシールドであって、前記第１マイクロチャネルプレートデバイスと前記第２マイクロチャネルプレートデバイスとの間の分離が≦５０μｍである、マスクまたはシールドと
を含むイオン検出器が提供される。 According to one aspect of the invention,
A first microchannel plate device;
A second microchannel plate device;
A mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device, wherein the separation between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device is An ion detector is provided that includes a mask or shield that is ≦ 50 μm.

本発明の一局面によると、
第１マイクロチャネルプレートデバイスと、
第２マイクロチャネルプレートデバイスと、
前記第１マイクロチャネルプレートデバイスと前記第２マイクロチャネルプレートデバイスとの中間に設置されるマスクまたはシールドであって、マスクまたはシールドが絶縁体を含むマスクまたはシールドと
を含むイオン検出器が提供される。 According to one aspect of the invention,
A first microchannel plate device;
A second microchannel plate device;
An ion detector comprising a mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device, wherein the mask or shield includes an insulator. .

本発明の一局面によると、マスクまたはシールドは、（ｉ）プラスチック、（ｉｉ）セラミック、（ｉｉｉ）薄膜、（ｉｖ）有機層、（ｖ）無機層、（ｖｉ）ポリイミド層、（ｖｉｉ）熱可塑性層、および（ｖｉｉｉ）カプトン（登録商標）からなる群から選択される材料を含む。 According to one aspect of the invention, the mask or shield comprises (i) plastic, (ii) ceramic, (iii) thin film, (iv) organic layer, (v) inorganic layer, (vi) polyimide layer, (vii) heat. A plastic layer, and (viii) a material selected from the group consisting of Kapton®.

本発明の一局面によると、
第１マイクロチャネルプレートデバイスと、
第２マイクロチャネルプレートデバイスと、
前記第１マイクロチャネルプレートデバイスと前記第２マイクロチャネルプレートデバイスとの中間に設置されるマスクまたはシールドと
を含むイオン検出器が提供される。 According to one aspect of the invention,
A first microchannel plate device;
A second microchannel plate device;
An ion detector is provided that includes a mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device.

好ましい実施形態は、２つ以上のマイクロチャネルプレートおよび２つ以上の集電アノードを含むマイクロチャネルプレート検出器アッセンブリに関する。マスクは、イオンが第１上流マイクロチャネルプレートに当たることによって第２下流マイクロチャネルプレートから出現する電子雲におけるすべての電子が２つの集電アノードのうちの１つに当たるだけになるように、２つのマイクロチャネルプレートの間に設置される。マイクロチャネルプレート間の分離は、好ましくは５０μｍ以下である。 A preferred embodiment relates to a microchannel plate detector assembly that includes two or more microchannel plates and two or more current collector anodes. The mask has two micro-channels so that ions hit the first upstream microchannel plate so that all electrons in the electron cloud emerging from the second downstream microchannel plate only hit one of the two current collector anodes. Installed between channel plates. The separation between the microchannel plates is preferably 50 μm or less.

好ましくは、集電アノードの電子検出面積は等しくない。先の実施形態ほどではないが、好ましい実施形態によると、２つ以上の集電アノードは実質的に同じ面積を有してもよい。マスクの形状およびサイズは、好ましくは、第１マイクロチャネルプレートの入力面に入射したイオンによる第２マイクロチャネルプレートからの電子雲が出現しないように、２つの集電アノードの境界を少なくともマスクする。これにより、電子の一部だけが一方の集電アノードに当たる。好ましい実施形態において、マスクは絶縁体を含む。 Preferably, the electron detection areas of the current collecting anode are not equal. Although not as much as the previous embodiment, according to a preferred embodiment, the two or more current collecting anodes may have substantially the same area. The shape and size of the mask preferably masks at least the boundary of the two current collector anodes so that an electron cloud from the second microchannel plate due to ions incident on the input surface of the first microchannel plate does not appear. As a result, only a part of the electrons hit one of the current collecting anodes. In a preferred embodiment, the mask includes an insulator.

好ましい実施形態において、好ましくは、イオン検出器における集電アノードの１つ以上は、イオンをカウントするために増幅器、弁別器および高速イベントカウンタとともに使用される。 In a preferred embodiment, preferably one or more of the current collecting anodes in the ion detector are used with an amplifier, discriminator and fast event counter to count ions.

好ましくは、上記好ましいイオン検出器は、時間−デジタル変換器（ＴＤＣ）を内蔵する飛行時間質量分析計において使用され、イオンを検出し、その到着時間を記録する。好ましくは、上記好ましいイオン検出器は、定量化用途および／または質量測定用途に対してダイナミックレンジが拡大される。 Preferably, the preferred ion detector is used in a time-of-flight mass spectrometer incorporating a time-to-digital converter (TDC) to detect ions and record their arrival time. Preferably, the preferred ion detector has an increased dynamic range for quantification applications and / or mass measurement applications.

本発明の種々の実施形態を、例示のためだけの他の構成とともに、あくまで例として、添付の図面を参照して以下に説明する。 Various embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with other configurations for illustrative purposes and with reference to the accompanying drawings.

図１は、１対のマイクロチャネルプレートおよび単一の集電アノードを備える公知のイオン検出器を示す。 FIG. 1 shows a known ion detector comprising a pair of microchannel plates and a single current collecting anode.

図２は、１対のマイクロチャネルプレート、および第２の最後部のマイクロチャネルプレートから出射された二次電子の異なる部分を捕集するように配置された２つの異なるサイズの集電アノードを備える別の公知のイオン検出器を示す。 FIG. 2 comprises a pair of microchannel plates and two different sized current collector anodes arranged to collect different portions of secondary electrons emitted from the second last microchannel plate. Fig. 3 shows another known ion detector.

図３は、図２の構成をより詳細に示し、上記の公知構成において、イオン検出器に到達するイオンが、第２マイクロチャネルプレートから出射され両集電アノードにまたがって当たる二次電子雲を生じさせることを示す。 FIG. 3 shows the configuration of FIG. 2 in more detail. In the above-described known configuration, a secondary electron cloud in which ions reaching the ion detector are emitted from the second microchannel plate and strike across both collector anodes. Indicates that it will occur.

図４Ａは、イオンが第１マイクロチャネルプレートに到達することによって活性化された第１マイクロチャネルプレートにおけるチャネルを示す。 FIG. 4A shows the channels in the first microchannel plate activated by ions reaching the first microchannel plate.

図４Ｂは、第１マイクロチャネルプレートから出射された電子雲によって第２マイクロチャネルプレートにおいて活性化された対応するチャネルを示す。 FIG. 4B shows the corresponding channel activated in the second microchannel plate by the electron cloud emitted from the first microchannel plate.

図５は、マスクが第２マイクロチャネルプレートの後面に設置された構成を示す。 FIG. 5 shows a configuration in which a mask is installed on the rear surface of the second microchannel plate.

図６Ａは、図５に示す構成において、第１マイクロチャネルプレートに到達したイオンによって第２マイクロチャネルプレートから電子雲が出射される様子をより詳細に示す。 FIG. 6A shows in more detail how the electron cloud is emitted from the second microchannel plate by the ions that have reached the first microchannel plate in the configuration shown in FIG. 5.

図６Ｂは、図５に示す構成において、第１マイクロチャネルプレートの異なる位置に到達したイオンによって第２マイクロチャネルプレートに二次電子が生成されるが、マスクによって阻止されるのでその二次電子の一部しか第２マイクロチャネルプレートから出射されない様子を詳細に示す。 FIG. 6B shows that, in the configuration shown in FIG. 5, secondary electrons are generated in the second microchannel plate by ions that have reached different positions of the first microchannel plate, but are blocked by the mask, so A state in which only a part is emitted from the second microchannel plate will be described in detail.

図７は、マスクを第１マイクロチャネルプレートの前面に設置する構成を示す。 FIG. 7 shows a configuration in which the mask is installed on the front surface of the first microchannel plate.

図８は、マスクを２つのマイクロチャネルプレート間に設置する本発明の好ましい実施形態を示す。 FIG. 8 shows a preferred embodiment of the present invention in which a mask is placed between two microchannel plates.

図９は、図８に示すような好ましい実施形態にかかるマスクが、二次電子雲が第２マイクロチャネルプレートから出射され２つの集電アノードに当たるか、強度がばらつき得ることを防止する様子をより詳細に示す。 FIG. 9 shows a state in which the mask according to the preferred embodiment as shown in FIG. 8 prevents the secondary electron cloud from being emitted from the second microchannel plate and hitting the two collector anodes, or the intensity may vary. Show in detail.

公知のマイクロチャネルプレートイオン検出器を図１に示す。このようなイオン検出器は、飛行時間質量分析計に組み込まれ得る。イオン１は、重なり合った２つのマイクロチャネルプレート２ａ、２ｂの入力面（前面）に入射するように配置される。二次電子は、第１マイクロチャネルプレート２ａから出射され、その後、第１マイクロチャネルプレートの下流に配置された第２マイクロチャネルプレート２ｂによって増幅される。 A known microchannel plate ion detector is shown in FIG. Such an ion detector can be incorporated into a time-of-flight mass spectrometer. The ions 1 are arranged so as to be incident on the input surfaces (front surfaces) of the two overlapping microchannel plates 2a and 2b. Secondary electrons are emitted from the first microchannel plate 2a and then amplified by the second microchannel plate 2b disposed downstream of the first microchannel plate.

二次電子のパルスまたは二次電子の雲は、第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射（出現）し、単一の集電アノード３に当たる。次いで集電アノード３に受け取られた二次電子のパルスは増幅され、その後、位置４で集電アノード３に接続された時間−デジタル変換器（「ＴＤＣ」）を使用して記録される。 A pulse of secondary electrons or a cloud of secondary electrons exits (appears) from the second microchannel plate 2 b and strikes a single collector anode 3. The secondary electron pulses received at the current collector anode 3 are then amplified and then recorded using a time-to-digital converter (“TDC”) connected to the current collector anode 3 at location 4.

特に、図１は、１０個のイオンがイオン検出器に実質的に同時に到達する時間上の一例を示す。しかし、１０個のイオンがイオン検出器に到達するが、単一の集電アノード３に接続された時間−デジタル変換器は単一のイベント（イオン到達イベント）を記録するだけである。 In particular, FIG. 1 shows an example over the time that 10 ions reach the ion detector substantially simultaneously. However, although 10 ions reach the ion detector, the time-to-digital converter connected to the single current collector anode 3 only records a single event (ion arrival event).

このため、２つの集電アノードを備える改良イオン検出器が知られている。図２は、等しくない面積を有する２つの独立した集電アノード５、６を備えるそのような公知のイオン検出器を示す。図２の特定の例において、第１の大きい方の集電アノード５は、第１マイクロチャネルプレート２ａの入力面に到達するイオンの９０％から生じる電子パルスを捕集する。したがって、第１マイクロチャネルプレート２ａに到達するイオン１の９０％は大きい方の集電アノード５に当たる電子雲を生成するとともに、第１マイクロチャネルプレートに到達するイオン１の１０％だけが小さい方の第２集電アノード６に当たる電子雲を生成する。 For this reason, improved ion detectors with two current collecting anodes are known. FIG. 2 shows such a known ion detector comprising two independent current collecting anodes 5, 6 having unequal areas. In the particular example of FIG. 2, the first larger current collecting anode 5 collects electron pulses resulting from 90% of the ions reaching the input surface of the first microchannel plate 2a. Therefore, 90% of the ions 1 that reach the first microchannel plate 2a generate an electron cloud that strikes the larger collector anode 5, and only 10% of the ions 1 that reach the first microchannel plate are smaller. An electron cloud that hits the second current collecting anode 6 is generated.

第１時間−デジタル変換器５’は大きい方の集電アノード５に接続されるように示されており、１回のイオン到達イベントを記録するだけである。しかし、第２時間−デジタル変換器６’は小さい方の集電アノード６に接続されるように示されており、１回のイオン到達イベントをさらに記録する。 The first time-to-digital converter 5 'is shown connected to the larger collector anode 5 and only records one ion arrival event. However, the second time-to-digital converter 6 'is shown connected to the smaller collector anode 6 and further records a single ion arrival event.

多数回の測定にわたり、第１時間−デジタル変換器５’は常に１回のイベントを記録するが、第２時間−デジタル変換器６’は１回のイベントを記録したり、しなかったりする。 Over a number of measurements, the first time-to-digital converter 5 'always records one event, while the second time-to-digital converter 6' records or does not record one event.

第１時間−デジタル変換器５’からの出力が、例えば飽和の様相を示すことによってエラーであると認識される場合、第２時間−デジタル変換器６’によって記録される信号を使用してイオン検出器に到達する総信号を推定してもよい（２つの集電アノード５、６の捕集部分の比が既知の場合）。したがって、２つの異なるサイズの集電アノード５、６を使用することで、イオン検出器のダイナミックレンジを拡大することができる。 If the output from the first time-to-digital converter 5 'is recognized as an error, for example by indicating a saturation aspect, the signal recorded by the second time-to-digital converter 6' is used to ionize The total signal reaching the detector may be estimated (when the ratio of the collection portions of the two current collecting anodes 5, 6 is known). Therefore, the dynamic range of the ion detector can be expanded by using two differently sized current collector anodes 5 and 6.

図３は、図２に示すような公知のイオン検出器の詳細を示す。特に、図３は、第１および第２マイクロチャネルプレート２ａ、２ｂから出射される電子雲を示す。図３は、第１マイクロチャネルプレート２ａから出射された電子雲が広がり、第２マイクロチャネルプレート２ｂの入力（入射）面により大きな占有面積を有する様子を示す。図３はまた、第２マイクロチャネルプレート２ｂの出射面から出射された電子雲が同様に広がり、第１集電アノード５および／または第２集電アノード６に当たり得る様子を示す。 FIG. 3 shows details of a known ion detector as shown in FIG. In particular, FIG. 3 shows an electron cloud emitted from the first and second microchannel plates 2a, 2b. FIG. 3 shows that the electron cloud emitted from the first microchannel plate 2a spreads and has a larger occupied area on the input (incident) surface of the second microchannel plate 2b. FIG. 3 also shows how the electron cloud emitted from the emission surface of the second microchannel plate 2b spreads in the same manner and can hit the first current collector anode 5 and / or the second current collector anode 6.

マイクロチャネルプレートの出射面から距離Ｓの位置にあるそのマイクロプレートの単一チャネルから生じる電子雲の直径Ｄｃは以下によって与えられる。 The diameter Dc of the electron cloud resulting from a single channel of the microplate at a distance S from the exit surface of the microchannel plate is given by:

ここで、 here,

およびＥは、マイクロチャネルプレートを離れる電子の平均出口エネルギーであり、Ｓはマイクロチャネルプレートの出射面からの距離、Ｖｂは距離Ｓに沿った電圧距離、ｄは単一マイクロチャネルプレートチャネルの直径、およびｐはマイクロチャネルプレートの出口においてマイクロチャネルプレートチャネル中へ電極材料を貫入させる深さである（エンドスポイリング）。 And E is the average exit energy of electrons leaving the microchannel plate, S is the distance from the exit surface of the microchannel plate, Vb is the voltage distance along the distance S, d is the diameter of a single microchannel plate channel, And p are the depths at which the electrode material penetrates into the microchannel plate channel at the outlet of the microchannel plate (end spoiling).

図３に示す構成をさらに示すために、重なり合った２つのマイクロチャネルプレートが考えられ得る。２つのマイクロチャネルプレートは、個々のチャネル直径ｄが１０μｍ、エンドスポイリングが１０μｍ、チャネルピッチが１２μｍ、およびプレート間の間隙が２５μｍであるようなシェヴロン（山形）構成に配置されることが考えられ得る。マイクロチャネルプレート動作プレートバイアスをプレート当たり１０００Ｖと仮定し、マイクロチャネルプレートを離れる電子の平均エネルギーＥが約３５ｅＶであると決定してもよい。 To further illustrate the configuration shown in FIG. 3, two overlapping microchannel plates can be considered. The two microchannel plates could be arranged in a chevron configuration where the individual channel diameter d is 10 μm, the end spoiling is 10 μm, the channel pitch is 12 μm, and the gap between the plates is 25 μm. obtain. Assuming a microchannel plate operating plate bias of 1000 V per plate, it may be determined that the average energy E of electrons leaving the microchannel plate is about 35 eV.

図３に示す第１マイクロチャネルプレート２ａの入力面に到達する１つのイオンに対して、その結果の第１マイクロチャネルプレート２ａから出る電子雲は、第２マイクロチャネルプレート２ｂの入力面に当たる際には約６０μｍの直径に広がっている。これは、第２マイクロチャネルプレート２ｂの約２３チャネルを照射することに対応する。これを図４Ａおよび４Ｂにさらに示す。 For one ion that reaches the input surface of the first microchannel plate 2a shown in FIG. 3, the resulting electron cloud from the first microchannel plate 2a hits the input surface of the second microchannel plate 2b. Extends to a diameter of about 60 μm. This corresponds to irradiating about 23 channels of the second microchannel plate 2b. This is further illustrated in FIGS. 4A and 4B.

図４Ａは、イオンの到達によって活性化されている単一チャネル（斜線部分）を有する第１マイクロチャネルプレート２ａを示す。図４Ｂは、第２マイクロチャネルプレート２ｂおよび第１マイクロチャネルプレート２ａから出射し発散した二次電子によって活性化されたチャネル（斜線部分）を示し、第２マイクロチャネルプレート２ｂではより多くの数のチャネルを示している。 FIG. 4A shows a first microchannel plate 2a having a single channel (shaded portion) activated by the arrival of ions. FIG. 4B shows the channels (hatched portions) activated by secondary electrons emitted from and emitted from the second microchannel plate 2b and the first microchannel plate 2a. In the second microchannel plate 2b, a larger number of channels are shown. Shows the channel.

第２マイクロチャネルプレート２ｂの出口面と第１および第２集電アノード５、６との間の間隙を０．５ｍｍにとり、第２マイクロチャネルプレート２ｂの出口面と第１および第２集電アノード５、６との間のバイアス電圧を１００Vに設定すると、第２マイクロチャネルプレートの各チャネルからの電子雲の直径は約０．６ｍｍとなる。したがって、第２マイクロチャネルプレート２ｂの２３チャネル群から現れる電子雲の総直径は約０．７ｍｍとなる。実際には、電子間に空間電荷斥力があるので電子雲の総直径はさらに大きい可能性がある。 The gap between the outlet surface of the second microchannel plate 2b and the first and second current collecting anodes 5 and 6 is 0.5 mm, and the outlet surface of the second microchannel plate 2b and the first and second current collecting anodes When the bias voltage between 5 and 6 is set to 100 V, the diameter of the electron cloud from each channel of the second microchannel plate is about 0.6 mm. Therefore, the total diameter of the electron cloud appearing from the 23 channel group of the second microchannel plate 2b is about 0.7 mm. In practice, the total diameter of the electron cloud may be even larger because of the space charge repulsion between the electrons.

図３に戻って参照すると、図示の従来構成では、第１マイクロチャネルプレート２ａ上に入射するイオンの１つが第１および第２集電アノード５、６の両方に共有される電子雲７を生成することが分かる。したがって、イオン検出器に到達する単一のイオンが集電アノード５、６の両方に当たる二次電子を発生し得ることが分かる。その結果、このイオンは、全くカウントされないこともあれば、１または２回とカウントされることもある。いずれになるかは、マイクロチャネルプレート電子増倍管における各イオンに対する電子増幅率、イオンの位置、および増幅器および弁別器の設定に大きく左右される。 Referring back to FIG. 3, in the illustrated conventional configuration, one of the ions incident on the first microchannel plate 2a generates an electron cloud 7 that is shared by both the first and second current collector anodes 5,6. I understand that Thus, it can be seen that a single ion reaching the ion detector can generate secondary electrons that strike both current collector anodes 5, 6. As a result, this ion may not be counted at all, or may be counted once or twice. Which one is selected depends greatly on the electron amplification factor for each ion in the microchannel plate electron multiplier, the position of the ions, and the amplifier and discriminator settings.

図５は、第２マイクロチャネルプレート２ｂの後面上にマスク８を設置する効果を示す。マスク８は、第２マイクロチャネルプレート２ｂに対して２つの集電アノード５、６間の境界領域を遮るように配置されるように示される。マスク８は、電子雲が第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射しないように、かつ第１および第２集電アノード５、６によって共有されないようにするためのものである。図５に示す構成は、電子雲が２つの集電アノード５、６にまたがって共有されることを防止するのに効果的であり得るが、以下により詳細に説明するように別の問題を有する。 FIG. 5 shows the effect of placing the mask 8 on the rear surface of the second microchannel plate 2b. The mask 8 is shown to be arranged so as to block the boundary region between the two current collecting anodes 5 and 6 with respect to the second microchannel plate 2b. The mask 8 is for preventing the electron cloud from exiting from the second microchannel plate 2 b and not being shared by the first and second current collecting anodes 5 and 6. The configuration shown in FIG. 5 may be effective in preventing the electron cloud from being shared across the two current collecting anodes 5, 6, but has other problems as will be described in more detail below. .

図６Ａは、第１マイクロチャネルプレート２ａ上のある位置に当たるイオンがマスク８によって実質的に影響されない電子雲（電子雲の強度が１００％）を生成し得る様子を示す。図６Ｂは、イオンが第１マイクロチャネルプレート２ａ上の異なる位置に当たる場合を示す。図６Ｂに示すように、マスクはある状況において第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射された電子雲の強度を低減し得る。すなわち、第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射された電子雲の強度は１００％よりずっと小さいことがある。 FIG. 6A shows that an ion hitting a certain position on the first microchannel plate 2 a can generate an electron cloud (electron cloud intensity is 100%) that is not substantially affected by the mask 8. FIG. 6B shows a case where ions hit different positions on the first microchannel plate 2a. As shown in FIG. 6B, the mask may reduce the intensity of the electron cloud emitted from the second microchannel plate 2b in certain circumstances. That is, the intensity of the electron cloud emitted from the second microchannel plate 2b may be much smaller than 100%.

図６Ｂから分かるように、マスク８は電子が第２マイクロチャネルプレート２ｂから離れ、集電アノード５、６の１つに到達することを部分的に阻止する。したがって、マスク８を第２マイクロチャネルプレート２ｂの後面上に配置することは、ある状況では、第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射された電子雲の強度が弱すぎてイオン検出器にイオン到達イベントを記録させることができないことがあるため、イオンがカウントされたり、されなかったりするという問題を起こす。 As can be seen from FIG. 6B, the mask 8 partially blocks electrons from leaving the second microchannel plate 2b and reaching one of the current collecting anodes 5,6. Therefore, disposing the mask 8 on the rear surface of the second microchannel plate 2b may cause an ion arrival event to the ion detector because the electron cloud emitted from the second microchannel plate 2b is too weak in some situations. Since it may not be possible to record, there is a problem that ions are counted or not.

図７は、マスク９を第１マイクロチャネルプレート２ａの前面に設置する構成を示す。この構成によれば、マスク９は、第２マイクロチャネルプレートから出射され第１および第２衝突アノード５、６の両方に入射する電子雲を生じさせるイオンを阻止するように配置される。しかし、この構成には多くの問題があり得る。図７に示すようなイオン検出器に到達し、第１マイクロチャネルプレート２ａに近づくイオンは、マスク９の端縁に当たって二次電子を生成し、次いでその二次電子が増幅および検出され、得られる質量スペクトルにゴーストピークを生じさせ得る。 FIG. 7 shows a configuration in which the mask 9 is installed on the front surface of the first microchannel plate 2a. According to this configuration, the mask 9 is arranged to block ions that generate an electron cloud that is emitted from the second microchannel plate and is incident on both the first and second collision anodes 5, 6. However, this configuration can have many problems. The ions that reach the ion detector as shown in FIG. 7 and approach the first microchannel plate 2a hit the edge of the mask 9 to generate secondary electrons, which are then amplified and detected and obtained. Ghost peaks can occur in the mass spectrum.

また、図７に示すようなイオン検出器が後段加速イオン検出器として使用されれば、マスク９が電界のまたは電界へ歪みを導入するという別の問題がある。このため、イオンが偏向し、異なる時間にイオン検出器に到達し得る。このため、得られる質量スペクトルにおいて質量ピークが拡大され得る。 Further, if an ion detector as shown in FIG. 7 is used as a post-acceleration ion detector, there is another problem that the mask 9 introduces a distortion in the electric field or into the electric field. Thus, the ions can deflect and reach the ion detector at different times. For this reason, a mass peak can be expanded in the obtained mass spectrum.

マスク９を第１マイクロチャネルプレート２ａの前に設置すると、イオンが当たって、電荷を保持する絶縁物質によって被膜されるという問題も生じる。したがって、この場合、飛行経路およびイオン到達時間が乱され得る。 When the mask 9 is placed in front of the first microchannel plate 2a, there is a problem that ions are struck and coated with an insulating material that retains charges. Thus, in this case, the flight path and ion arrival time can be disturbed.

さらに、マスク９にイオンが当たると二次原子およびイオンのスパッタリングが起こり、次いでその一部がイオン検出器によって検出され、得られる質量スペクトルにゴーストピークを生じさせ得るという問題もある。 Further, when ions hit the mask 9, secondary atoms and ions are sputtered, and then a part thereof is detected by an ion detector, which may cause a ghost peak in the obtained mass spectrum.

図８は、本発明の好ましい実施形態を示し、少なくとも好ましい実施においては、従来のイオン検出器または上記の他の構成にともなう問題が実質的に生じない。本好ましい実施形態によれば、イオン検出アセンブリは少なくとも２つのマイクロチャネルプレート２ａ、２ｂ、ならびに好ましくは、少なくとも第１集電アノード５および第２集電アノード６を備える。第１および第２集電アノード５、６は好ましくは共面であるが、このことは不可欠ではない。 FIG. 8 illustrates a preferred embodiment of the present invention, which, at least in the preferred implementation, is substantially free of problems with conventional ion detectors or other configurations described above. According to this preferred embodiment, the ion detection assembly comprises at least two microchannel plates 2a, 2b and preferably at least a first current collector anode 5 and a second current collector anode 6. The first and second current collecting anodes 5, 6 are preferably coplanar, but this is not essential.

本好ましい実施形態によれば、マスク１０は好ましくは第１および第２マイクロチャネルプレート２ａ、２ｂの間に据えられる、または別の方法で配置される。マスク１０は、第１マイクロチャネルプレート２ａの後面または第２マイクロチャネルプレート２ｂの前面に装着してもよい。特に好ましい実施形態によれば、マスクは第１マイクロチャネルプレート２ａと第２マイクロチャネルプレート２ｂとの間に挟まれる。 According to this preferred embodiment, the mask 10 is preferably placed between or otherwise arranged between the first and second microchannel plates 2a, 2b. The mask 10 may be attached to the rear surface of the first microchannel plate 2a or the front surface of the second microchannel plate 2b. According to a particularly preferred embodiment, the mask is sandwiched between the first microchannel plate 2a and the second microchannel plate 2b.

マスク１０の形状、サイズ、および位置は、好ましくは第１および第２集電アノード５、６の間の境界に整列するように設定される。好ましくは、イオンが到達した結果第１マイクロチャネルプレート２ａから現れる電子雲であって、第１および第２集電アノード５、６に共有される第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射される電子雲を発生させる電子雲が、第２マイクロチャネルプレート２ｂに達することを、マスク１０によって実質的に防止する。このように、好ましくは、第１および第２集電アノード５、６間で電子が共有される問題は実質的に解消されるか、または少なくとも著しく低減される。 The shape, size, and position of the mask 10 are preferably set to align with the boundary between the first and second current collector anodes 5, 6. Preferably, an electron cloud appearing from the first microchannel plate 2a as a result of the arrival of ions, and emitted from the second microchannel plate 2b shared by the first and second current collecting anodes 5 and 6 The generated electron cloud is substantially prevented by the mask 10 from reaching the second microchannel plate 2b. Thus, preferably, the problem of electron sharing between the first and second current collector anodes 5, 6 is substantially eliminated or at least significantly reduced.

また、図８に示すような好ましい実施形態は、好ましくは、第２マイクロチャネルプレート２ｂから出射された電子雲の強度が著しくばらつき得るという問題を実質的に解決する。図９は図８に示すような好ましい実施形態にかかるイオン検出器の一部を拡大した図である。マスク１０は、２つの集電アノードに共有されるイオン検出器に到達したイオンによる電子雲を防止するために配置されるように示される。また、マスク１０は、二次電子の低減部分だけが特定の集電アノードに到達してイオン到達イベントがカウントされないという状況を生じさせないという格別の効果を有する。 In addition, the preferred embodiment as shown in FIG. 8 preferably substantially solves the problem that the intensity of the electron clouds emitted from the second microchannel plate 2b may vary significantly. FIG. 9 is an enlarged view of a part of the ion detector according to the preferred embodiment as shown in FIG. The mask 10 is shown to be arranged to prevent an electron cloud due to ions reaching the ion detector shared by the two current collector anodes. In addition, the mask 10 has a special effect that only a reduced portion of secondary electrons reaches a specific current collecting anode and does not cause a situation in which an ion arrival event is not counted.

また、上記好ましい実施形態によれば、マスク１０はイオン検出器の第１マイクロチャネルプレート２ａの入力面に設置されないのが有利である。したがって、マスク１０はイオン衝突に曝されないので、図７の構成を参照して説明したようなイオン衝突に関連する望ましくない結果も全く生じない。 Also, according to the preferred embodiment, the mask 10 is advantageously not placed on the input surface of the first microchannel plate 2a of the ion detector. Accordingly, since the mask 10 is not exposed to ion collisions, there is no undesirable result associated with ion collisions as described with reference to the configuration of FIG.

上記好ましい実施形態によれば、好ましくは、マスク１０の厚さは、第２マイクロチャネルプレート２ｂの入力面に入射する電子雲の直径が不必要に広がらないようになるべく小さくされる。例えば、マスク１０の厚さは２５μｍ以下にするとよい。好ましくは、マスク厚が２５μｍの場合、プレート間の間隙はあまり増加されない。 According to the preferred embodiment, the thickness of the mask 10 is preferably as small as possible so that the diameter of the electron cloud incident on the input surface of the second microchannel plate 2b does not unnecessarily widen. For example, the thickness of the mask 10 is preferably 25 μm or less. Preferably, when the mask thickness is 25 μm, the gap between the plates is not significantly increased.

好ましくは、上記好ましい実施形態のイオン検出器は、１つ以上の集電アノードを有するＡＤＣおよびＴＤＣ検出器の組み合わせを使用するシステムに適用可能である。 Preferably, the ion detector of the preferred embodiment is applicable to systems that use a combination of ADC and TDC detectors having one or more current collector anodes.

本発明の１つの実施形態として、イオン検出器が２つより多い重なり合ったマイクロチャネルプレートからなることが考えられる。また、マイクロチャネルプレート２ａ、２ｂが同じサイズであってもよく、異なるサイズであってもよいことが考えられる。２つより多いマイクロチャネルプレートを用いる場合、好ましくは、マスク１０の好ましい位置は先頭の２つのマイクロチャネルプレートの間である。 In one embodiment of the present invention, it is contemplated that the ion detector consists of more than two overlapping microchannel plates. Further, it is conceivable that the microchannel plates 2a and 2b may have the same size or different sizes. If more than two microchannel plates are used, preferably the preferred position of the mask 10 is between the first two microchannel plates.

ある実施形態によれば、大きい方の集電アノード５はその内部に円形穴を有してもよく、その穴にそれより小さい円形の集電アノード６を突出させるか、または別の方法で設置してもよい。あるいは、矩形のスロットを大きい方の集電アノード５に設け、それを介してそれより小さい矩形の集電アノード６を突出させるか、または別の方法で設置してもよい。また、小さい方の集電アノード６を大きい方の集電アノード５と同じ平面上に設置しないなどの種々の別の実施形態が考えられる。 According to one embodiment, the larger current collecting anode 5 may have a circular hole inside it, with a smaller circular current collecting anode 6 protruding into the hole or otherwise installed. May be. Alternatively, a rectangular slot may be provided in the larger current collecting anode 5 and a smaller rectangular current collecting anode 6 may be protruded therethrough or installed in another manner. In addition, various other embodiments such as not installing the smaller current collecting anode 6 on the same plane as the larger current collecting anode 5 are conceivable.

さらなる実施形態によれば、複数のより小さな集電アノードを採用してもよい。これらの複数のより小さな集電アノードは面積および／または形状が等しくてもよい。あるいは、これらの複数のより小さな集電アノードは面積および／または形状が等しくなくてもよい。 According to further embodiments, a plurality of smaller current collecting anodes may be employed. The plurality of smaller current collecting anodes may be equal in area and / or shape. Alternatively, the plurality of smaller current collector anodes may not be equal in area and / or shape.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を形態および細部において行うことができることが当業者に理解される。 While preferred embodiments of the invention have been described above, it will be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications can be made in form and detail without departing from the scope of the invention as set forth in the claims.

１対のマイクロチャネルプレートおよび単一の集電アノードを備える公知のイオン検出器を示す。1 shows a known ion detector comprising a pair of microchannel plates and a single current collecting anode. １対のマイクロチャネルプレート、および第２の最後部のマイクロチャネルプレートから出射された二次電子の異なる部分を捕集するように配置された２つの異なるサイズの集電アノードを備える別の公知のイオン検出器を示す。Another known one comprising a pair of microchannel plates and two different sized current collector anodes arranged to collect different portions of secondary electrons emitted from the second last microchannel plate An ion detector is shown. 図２の構成をより詳細に示し、上記の公知構成において、イオン検出器に到達するイオンが、第２マイクロチャネルプレートから出射され両集電アノードにまたがって当たる二次電子雲を生じさせることを示す。FIG. 2 shows the configuration of FIG. 2 in more detail. In the above-described known configuration, ions that reach the ion detector generate secondary electron clouds that are emitted from the second microchannel plate and straddle both collector anodes. Show. イオンが第１マイクロチャネルプレートに到達することによって活性化された第１マイクロチャネルプレートにおけるチャネルを示す。The channels in the first microchannel plate activated by ions reaching the first microchannel plate are shown. 第１マイクロチャネルプレートから出射された電子雲によって第２マイクロチャネルプレートにおいて活性化された対応するチャネルを示す。Fig. 4 shows a corresponding channel activated in a second microchannel plate by an electron cloud emitted from the first microchannel plate. マスクが第２マイクロチャネルプレートの後面に設置された構成を示す。FIG. 6 shows a configuration in which a mask is installed on the rear surface of a second microchannel plate. FIG. 図５に示す構成において、第１マイクロチャネルプレートに到達したイオンによって第２マイクロチャネルプレートから電子雲が出射される様子をより詳細に示す。FIG. 5 shows in more detail how an electron cloud is emitted from the second microchannel plate by ions that have reached the first microchannel plate. 図５に示す構成において、第１マイクロチャネルプレートの異なる位置に到達したイオンによって第２マイクロチャネルプレートに二次電子が生成されるが、マスクによって阻止されるのでその二次電子の一部しか第２マイクロチャネルプレートから出射されない様子を詳細に示す。In the configuration shown in FIG. 5, secondary electrons are generated in the second microchannel plate by ions that have reached different positions on the first microchannel plate. A state in which the light is not emitted from the 2 microchannel plate is shown in detail. マスクを第１マイクロチャネルプレートの前面に設置する構成を示す。The structure which installs a mask in the front surface of the 1st microchannel plate is shown. マスクを２つのマイクロチャネルプレート間に設置する本発明の好ましい実施形態を示す。Fig. 2 shows a preferred embodiment of the present invention in which a mask is placed between two microchannel plates. 図８に示すような好ましい実施形態にかかるマスクが、二次電子雲が第２マイクロチャネルプレートから出射され２つの集電アノードに当たるか、強度がばらつき得ることを防止する様子をより詳細に示す。FIG. 8 shows in more detail how a mask according to a preferred embodiment as shown in FIG. 8 prevents secondary electron clouds from being emitted from the second microchannel plate and hitting two current collector anodes or the intensity can vary.

Explanation of symbols

１イオン
２ａ第１マイクロチャネルプレート
２ｂ第２マイクロチャネルプレート
５第１集電アノード
５’ 第１時間−デジタル変換器
６第２集電アノード
６’ 第２時間−デジタル変換器
７電子雲
８、９、１０マスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion 2a 1st microchannel plate 2b 2nd microchannel plate 5 1st current collection anode 5 '1st time-digital converter 6 2nd current collection anode 6' 2nd time-digital converter 7 Electron clouds 8, 9 10 mask

Claims

A first microchannel plate device;
A second microchannel plate device;
A mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device;
At least a first current collecting anode having a first active electron detection area or size and a second further having a second different active electron detection area or size, arranged downstream of the second microchannel plate device. A current collecting anode ,
The mask or shield does not substantially generate a secondary electron cloud in which ions reaching the first microchannel plate device hit (i) both the first current collector anode and the second current collector anode simultaneously. Or (ii) hits either the first current collector anode or the second current collector anode, but does not hit both the first current collector anode and the second current collector anode at the same time An ion detector positioned to produce a secondary electron cloud .

The ion detector of claim 1, wherein the first microchannel plate device comprises one, two, or more than two microchannel plates.

The ion detector of claim 1 or 2, wherein the second microchannel plate device comprises one, two, or more than two microchannel plates.

The ion according to any of claims 1 to 3 , wherein the mask or shield is arranged to block, attenuate, at least partially attenuate or diverge electrons emitted from the first microchannel plate device. Detector.

The mask or shield, substantially prevents electrons to the first or emerging that are emitted from the microchannel plate devices, and / or or reach impinges on the second microchannel plate devices, claim The ion detector in any one of 1-4 .

The mask or shield has at least some ions reaching the first microchannel plate device at a predetermined location or position on the first microchannel plate device, (a) a secondary electron cloud is then Substantially prevent from being emitted from the two microchannel plate device, or (b) thereafter, a secondary electron cloud is emitted from the second microchannel plate device and substantially impinges on the first current collector anode. Or the secondary electron cloud emitted from the second microchannel plate device substantially impinges on both the first current collector anode and the second current collector anode at the same time. The ion detector according to claim 1 , wherein the ion detector is not hit.

The mask or shield is (i) <1 μm, (ii) 1-5 μm, (iii) 5-10 μm, (iv) 10-15 μm, (v) 15-20 μm, (vi) 20-25 μm, (vii) 25-30 μm, (viii) 30-35 μm, (ix) 35-40 μm, (x) 40-45 μm, (xi) 45-50 μm, (xii) 50-55 μm, (xiii) 55-60 μm, (xiv) 60 -65 μm, (xv) 65-70 μm, (xvi) 70-75 μm, (xvii) 75-80 μm, (xviii) 80-85 μm, (xix) 85-90 μm, (xx) 90-95 μm, (xxi) 95- The ion detector according to claim 1 , having a thickness selected from the group consisting of 100 μm and (xxii)> 100 μm.

The mask or shield is attached to the rear surface of the first microchannel plate device or otherwise installed and attached to the front surface of the second microchannel plate device or otherwise. The ion detector in any one of Claims 1-7 installed.

The mask or shield is (i) metal, (ii) plastic, (iii) ceramic, (iv) conductor, (v) insulator, (vi) semiconductor, (vii) thin film, (viii) organic layer, (ix) The ion detection according to claim 1 , comprising a material selected from the group consisting of :) an inorganic layer, (x) a polyimide layer, (xi) a thermoplastic layer, and (xii) Kapton®. vessel.

The separation between the back surface of the first microchannel plate device and the front surface of the second microchannel plate device is (i) <1 μm, (ii) 1-5 μm, (iii) 5-10 μm, (iv) 10 -15 μm, (v) 15-20 μm, (vi) 20-25 μm, (vii) 25-30 μm, (viii) 30-35 μm, (ix) 35-40 μm, (x) 40-45 μm, (xi) 45- 50 μm, (xii) 50 to 55 μm, (xiii) 55 to 60 μm, (xiv) 60 to 65 μm, (xv) 65 to 70 μm, (xvi) 70 to 75 μm, (xvii) 75 to 80 μm, (xviii) 80 to 85 μm , (Xix) 85-90 μm, (xx) 90-95 μm, (xxi) 95-100 μm, and (xxii)> 100 μm That, the ion detector according to any of claims 1 to 9.

The ratio of the first active electron detection area or size to the second active electron detection area or size is (i) <1, (ii) 1 to 1.5, (iii) 1.5 to 2.0, ( iv) 2-3, (v) 3-4, (vi) 4-5, (vii) 5-6, (viii) 6-7, (ix) 7-8, (x) 8-9, (xi ) 9-10, (xiii) 10-15, (xiii) 15-20, (xiv) 20-25, (xv) 25-30, (xvi) 30-35, (xvii) 35-40, (xviii) 40-45, (xix) 45-50, (xx) 50-60, (xxi) 60-70, (xxii) 70-80, (xxiii) 80-90, (xxiv) 90-100, (xxv) 100 -150, (xxvi) 150-200, (xxvii) 200-250, (xxvi i) 250~300, (xxix) 300~350 , (xxx) 350~400, (xxxi) 400~450, are selected from the group consisting of (xxxii) 450~500, and (xxxiii)> 500, claim The ion detector in any one of 1-10 .

The ion detector according to claim 1 , wherein the first current collecting anode substantially surrounds the second current collecting anode.

Said second collector anode, the first collector slots anode within or said formed by first collecting anode, channels, slits, is placed in an aperture or a window, any one of claims 1 to 12, The ion detector according to 1.

The ion detector according to claim 1 , wherein the first current collector anode and / or the second current collector anode includes an array of current collector anodes.

One or more time connected to the first current collector anode - digital converter ( "TDC") and / or one or more analogue - digital converter ( "ADC"), further comprising the claims 1 to 14 The ion detector in any one.

Said second collector anode connected to one or more time - digital converter ( "TDC") and / or one or more analogue - digital converter ( "ADC"), further comprising the claims 1 to 15 The ion detector in any one.

The analyzer containing the ion detector in any one of Claims 1-16 .

A mass spectrometer comprising the ion detector according to claim 1 .

The mass spectrometer according to claim 19 , further comprising a mass spectrometer.

The mass analyzer is (i) an orthogonal acceleration time-of-flight mass analyzer, (ii) an axial acceleration time-of-flight mass analyzer, (iii) a pole 3D quadrupole ion trap mass analyzer, (iv) 2D or linear four A quadrupole ion trap mass spectrometer, (v) a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer, (vi) a magnetic sector mass spectrometer, (vii) a quadrupole mass spectrometer, and (viii) a Penning trap mass spectrometer. 21. A mass spectrometer according to claim 20 , selected from the group.

(Ii) electrospray ionization (“ESI”) ion source, (ii) atmospheric pressure photoionization (“APPI”) ion source, (iii) atmospheric pressure chemical ionization (“APCI”) ion source, (iv) matrix-assisted laser Desorption ionization (“MALDI”) ion source, (v) Laser desorption ionization (“LDI”) ion source, (vi) Atmospheric pressure ionization (“API”) ion source, (vii) Desorption ionization using silicon ("DIOS") ion source, (viii) electron impact ("EI") ion source, (ix) chemical ionization ("CI") ion source, (x) field ionization ("FI") ion source, (xi) Field desorption (“FD”) ion source, (xii) inductively coupled plasma (“ICP”) ion source, (xiii) fast atom bombardment (“FAB”) ion source, (xiv) liquid secondary On Mass Spectrometry ( "LSIMS") ion source, (xv) desorption electrospray ionization ( "DESI") ion source, and (xvi) Nickel -63 radioactive ion source further comprises billing the ion source selected from the group consisting of Item 20. A mass spectrometer according to Item 19, 20 or 21 .

A method for detecting ions comprising:
Toward an ion detector comprising a first microchannel plate device, a second microchannel plate device, and a mask or shield placed between the first microchannel plate device and the second microchannel plate device. A step of delivering ions;
Detecting electrons emitted from the second microchannel plate device using at least a first current collecting anode and a second another current collecting anode, wherein the first current collecting anode is a first current collecting anode. The second current collector anode has a second different active electron detection area or size, and the first current collector anode and the second current collector anode are the second micro-electrodes. Disposed downstream of the channel plate device ,
The mask or shield does not substantially generate a secondary electron cloud in which ions reaching the first microchannel plate device hit (i) both the first current collector anode and the second current collector anode simultaneously. Or (ii) hits either the first current collector anode or the second current collector anode, but does not hit both the first current collector anode and the second current collector anode at the same time A method arranged to produce a secondary electron cloud .

A mass spectrometry method including the ion detection method according to claim 23 .